Тета-функції — цілі функції комплексної змінної (можливо залежні від додаткових параметрів), що є квазідвоперіодичними, тобто крім періоду мають ще так званий квазіперіод при додаванні якого до значення аргументу значення функції множиться на деякий мультиплікатор.

Особливо велике значення мають тета-функції Якобі — чотири тета-функції залежні від параметра , що використовуються в теорії еліптичних функцій, модулярних форм і інших.

Загальні тета-функції Тета-функцією називається функція, що задовольняє властивості:

Як періодична ціла функція, завжди рівна сумі ряду:

Дані ряди називаються тета-рядами.

На практиці найважливішими є мультиплікатори виду

де k — натуральне число, що називається порядком або вагою тета-функції, q — числовий множник.

Тета-функції Якобі

Основна тета-функція Якобі Основною тета-функцією Якобі називається функція двох комплексних змінних, що за означенням рівна

Даний ряд є нормально збіжним на множині , де є верхньою комплексною напівплощиною. Для всіх функція є цілою функцією, для всіх функція є голоморфною на множині .

Інші тета-функції Якобі Через основну тета-функцію Якобі можна ввести ще три тета-функції:

В цих позначеннях .

Тета-константи Для значення , отримаємо функції визначені на верхній комплексній напівплощині, які також називаються тета-константами.

Означення за допомогою ному Означення тета-функцій можна дати не лише в термінах змінних і , але і в змінних і нома , де і . В цих змінних функції рівні

Ці фомули можна використати для означень тета-функцій в полях де експоненційне відображення може не бути всюди визначеним, наприклад в полях p-адичних чисел.

Властивості

Періодичність і квазіперіодичність Для фіксованого тета-функції Якобі є періодичними з періодами 1 або 2 і квазіперіодичними щодо періоду , а саме для всіх виконуються рівності:

Тобто для фіксованого тета-функції Якобі є тета-функціями, згідно означення загальної тета-функції.

Інтегральні представлення Для тета-функцій Якобі справедливими є інтегральні представлення:

Нулі тета-функцій Якобі Для фіксованого тета-функції Якобі:

де , — довільні цілі числа.

Рівності Якобі Рівності Якобі визначають поведінку тета-функцій Якобі під впливом дії модулярної групи, породженої перетвореннями і . Рівняння для першого перетворення утворюються з врахуванням того, що додавання 1 до має такий же ефект на значення функції, як додавання до .

Для визначення впливу другого перетворення позначимо

Тоді

Інші властивості Формула добутку Всі тета-функції Якобі задовольняють диференціальному рівнянню Зв'язок з еліптичною функцією Вейєрштраса , де похідні є щодо змінної і константа вибирається так щоб розклад в ряд Лорана в точці мав нульовий доданок нульового степеня. Зв'язок з дзета функцією Рімана: Зв'язок з ета функцією Дедекінда. Нехай — ета функцією Дедекінда. Тоді і,

Див. також Еліптична функція Еліптичні функції Якобі Майже ціле число Функція суми квадратів

Джерела